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巨晓棠教授课题组在氮素管理指标方面取得重要进展
发布日期:2019-06-10浏览次数:字号:[ ]

6月4日,我校资源与环境学院巨晓棠教授课题组在《Environmental Science & Technology》(5年IF=7.25)在线发表题为“Nitrogen Surplus Benchmarks for Controlling N Pollution in the Main Cropping Systems of China”的研究论文。该研究建立起中国主要种植体系氮素盈余指标,为控制我国农业氮素面源污染,实现集约可持续粮食生产提供了理论依据。

全球48%人口依赖于氮肥使用增加的粮食,氮肥对我国粮食增产的贡献约为45%。我国每年氮肥用量3000万吨,约占全球30%,但有一半(约1500万吨)流失到环境中,引起诸如土壤酸化、水体富营养化、雾霾等一系列严重的环境问题。因此,必须提高氮素管理水平来提高其增产效果并减少其环境危害,其中一个重要措施是发展氮素管理指标。在我国现有的氮素管理体系中,氮素利用率(NUE)一直被使用,但该指标并不能用来反映氮素损失的绝对量及评估氮素的环境效应。同时,片面追求高的氮素利用率不一定能够实现目标产量和低的氮素损失。事实上,欧洲一些国家一直强调NUE必须和其他指标,如氮素盈余和作物收获氮素一起作为氮素管理的重要指标。在作物生产中,氮素盈余指“向作物投入的氮与作物收获氮的差值”。过高的氮素盈余意味着高氮素损失风险,过低的氮素盈余可能造成的土壤氮素耗竭从而不利于可持续作物生产,因此必须把氮素盈余控制在合理的范围内。

该研究强调了氮素盈余指标在提高我国农业氮素管理的重要性,基于在我国不同农业生态区多年大样本的田间试验,建立起了13种种植体系的氮素盈余指标,同时发展了相应的NUE和作物收获氮素指标。基于这些指标,政策制定者、科研人员及农户可有针对性地评估和提高不同田块的氮素管理水平,实现目标产量和低氮素损失。同时发现现有管理水平下的氮素盈余值很高,通过“4R”养分管理策略(在合理的时间和位置,向作物施用合理用量和来源的氮肥)和增加有机肥施用是实现氮素盈余指标的有效途径。

资源与环境学院博士生张翀为论文的第一作者,巨晓棠教授为论文的通讯作者。论文的合作单位还包括英国洛桑研究所,荷兰瓦赫宁根大学和英国阿伯丁大学。该工作得到国家重点研发计划,国家留学基金委及中英牛顿基金的资助。

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b06383





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